Атлантический экваториальный режим

Атлантический экваториальный режим или Атлантический Ниньо — это квазипериодический межгодовой климатический режим экваториальной части Атлантического океана . Это доминирующий режим изменчивости из года в год, который приводит к чередованию эпизодов потепления и охлаждения температуры поверхности моря, сопровождающихся изменениями в атмосферной циркуляции. ^[1] Термин Атлантический Ниньо происходит от его близкого сходства с Эль-Ниньо-Южным колебанием (ЭНЮК), которое доминирует в тропическом бассейне Тихого океана. По этой причине Атлантический Ниньо часто называют младшим братом Эль-Ниньо. ^{[2] [3]} Атлантический Ниньо обычно появляется северным летом и не является тем же самым, что Атлантический меридиональный (межполушарный) режим, который состоит из диполя с севера на юг через экватор и действует больше во время северной весны. ^[4] Известно, что экваториальные потепления и похолодания, связанные с Атлантическим Ниньо, тесно связаны с изменчивостью осадков на окружающих континентах, особенно в странах Западной Африки, граничащих с Гвинейским заливом . Поэтому понимание Атлантического Ниньо (или его отсутствия) имеет важные последствия для прогнозирования климата в этих регионах. Хотя Атлантический Ниньо является внутренним режимом экваториальной Атлантики, в некоторых обстоятельствах может существовать слабая причинно-следственная связь между ЭНЮК и Атлантическим Ниньо.

Глобальная тропическая изменчивость доминирует в экваториальной части Тихого океана под влиянием ЭНСО. Это явление является результатом взаимодействия воздуха и моря, создавая связанную систему атмосфера-океан, которая колеблется с периодами порядка трех-пяти лет. Однако физическая основа этого колебания не ограничивается строго Тихоокеанским бассейном, и действительно, очень похожий режим изменчивости существует в экваториальной части Атлантики, хотя и в меньших масштабах.

Атлантический Ниньо характеризуется аномалией температуры поверхности моря с центром на экваторе между 0° и 30° з.д. В отличие от своего тихоокеанского аналога, Атлантический Ниньо не имеет аномалий температуры поверхности моря, которые меняют знак с востока на запад, а скорее представляет собой единую аномалию по всему бассейну. Кроме того, амплитуда Атлантического Ниньо, как правило, составляет примерно половину амплитуды Эль-Ниньо. Неудивительно, что эта аномалия температуры поверхности моря тесно связана с изменением климатологических пассатов . Теплая аномалия связана с ослабленными пассатами на большой полосе экваториального Атлантического бассейна, в то время как прохладная аномалия связана с усилением восточного ветрового напряжения в том же регионе. Эти колебания пассата можно понимать как ослабление и усиление циркуляции Атлантического Уокера . Это поразительно похоже на аномалии ветрового напряжения, наблюдаемые в Тихом океане во время событий Эль-Ниньо (или Ла-Нинья), хотя и сосредоточены дальше на западе в Атлантическом бассейне. Главное различие между Эль-Ниньо и Атлантическим Ниньо заключается в том, что аномалии температуры поверхности моря строго ограничены экватором в случае Атлантики, тогда как в Тихом океане наблюдается большая меридиональная протяженность. ^[5]

Хотя пространственные характеристики зрелого Атлантического Ниньо довольно похожи на его тихоокеанского аналога, его временная изменчивость несколько отличается. Атлантический Ниньо меняется в межгодовых временных масштабах, как Эль-Ниньо, но также показывает большую дисперсию в сезонных и годовых временных масштабах. То есть, и Атлантический Ниньо объясняет меньшую часть общей дисперсии в экваториальной Атлантике, чем Эль-Ниньо в экваториальной части Тихого океана. Это происходит потому, что сезонные климатические события накладываются на межгодовую изменчивость. Атлантический Ниньо обычно достигает зрелой фазы бореальным летом (хотя есть исключения), в то время как Эль-Ниньо созревает бореальной зимой. Развитие Атлантического Ниньо, как правило, отмечено возникающими стационарными моделями, сосредоточенными в середине бассейна. Это резко контрастирует с Эль-Ниньо, который часто может развиваться как теплые аномалии температуры поверхности моря, которые мигрируют на запад от побережья Южной Америки или на восток от центральной части Тихого океана. ^[5]

Потепление или охлаждение экваториальных океанов имеет понятные последствия для атмосферного климата. Экваториальные океаны составляют большую часть общего теплового бюджета и, следовательно, изменяют конвективные режимы вблизи экватора. В случае тихоокеанского Эль-Ниньо усиленная конвекция над центральной частью Тихого океана и ослабленная конвекция над Приморским континентом фундаментально меняют климат не только в тропиках, но и во всем мире. Поскольку Атлантический Ниньо физически похож на ЭНЮК, мы могли бы ожидать от него также и климатических воздействий. Однако, учитывая его меньшие размеры как в пространственном плане (Атлантический бассейн намного меньше Тихоокеанского бассейна), так и по величине, климатические воздействия Атлантического Ниньо лучше всего видны в тропических и субтропических регионах, ближайших к экваториальной Атлантике.

Влияние Атлантического Ниньо на климат Африки можно лучше всего понять, оценив, как температура поверхности экваториального моря выше нормы влияет на сезонную миграцию Зоны внутритропической конвергенции (ЗВК) . Теплые температуры поверхности экваториального моря понижают давление воздуха на поверхности, что вызывает более сильный экваториальный поток, чем обычно. Это, в свою очередь, не позволяет ЗВК мигрировать так далеко на север, как это было бы в обычных условиях летом, уменьшая количество осадков в полузасушливом Сахеле на севере и увеличивая количество осадков в регионах вдоль Гвинейского залива. ^[6] Увеличение количества осадков относительно нормы обычно связано с отрицательными температурными аномалиями над этими тропическими территориями. Некоторые данные свидетельствуют о том, что тенденция к потеплению температур поверхности экваториального моря Индийского океана способствует долгосрочному высыханию Сахеля, которое усугубляется периодическим потеплением экваториальной Атлантики, связанным с Атлантическим Ниньо. ^[7] Фактически, способность предсказывать Атлантический Ниньо является основным вопросом исследования, учитывая его влияние на сезонный климат. ^[6]

Глобальная тропическая изменчивость в значительной степени определяется тихоокеанским Эль-Ниньо, оставляя обоснованным вопрос о том, может ли Атлантический Ниньо быть отдаленным воздействием Эль-Ниньо. Очевидной одновременной связи между ними нет, ^[4] но такое утверждение не обязательно полезно, учитывая, что Эль-Ниньо достигает пика зимой, а Атлантический Ниньо — летом. Анализ с задержкой показывает, что наиболее заметное воздействие Эль-Ниньо на тропическую Атлантику следующей весной и летом — это теплая аномалия температуры поверхности моря, сосредоточенная к северу от региона Атлантического Ниньо. Это снова, по-видимому, предполагает, что причинно-следственной связи нет. Однако более строгий анализ предполагает, что конкуренция между охлаждением, которое является результатом возросшей ветровой нагрузки, и потеплением, которое является результатом повышенной температуры воздуха, оба из которых являются отдаленными воздействиями Эль-Ниньо на Атлантику, объясняет слабую связь. Когда один из этих процессов доминирует над другим, может возникнуть событие Атлантического Ниньо (теплое или холодное). ^[8] Это представляет большой интерес, учитывая сложность сезонного прогнозирования Атлантического Ниньо.

Не все события Атлантического Ниньо одинаковы. Некоторые появляются раньше других или сохраняются дольше. Эти изменчивости во время фаз начала и рассеивания хорошо улавливаются четырьмя наиболее повторяющимися ароматами или разновидностями Атлантического Ниньо (то есть рано заканчивающимися, постоянными, рано наступающими и поздно наступающими разновидностями). ^[9] В значительной степени соответствующие различиям в сроках начала и рассеивания, эти четыре разновидности демонстрируют заметные различия в реакции осадков над Западной Африкой и Южной Америкой. В частности, постоянные и поздно наступающие разновидности характеризуются сильными аномалиями температуры поверхности экваториального Атлантического моря, которые сохраняются до конца года. Таким образом, они связаны с продолжительным периодом повышенного количества осадков в регионе Западной Африки к югу от Сахеля (июль - октябрь). Для сравнения, рано заканчивающиеся и рано наступающие разновидности связаны с ограниченным периодом повышенного количества осадков в регионе Западной Африки к югу от Сахеля (июль - август). Большинство разновидностей подвержены механизмам возникновения, которые включают предварительную подготовку в бореальную весну либо атлантическим меридиональным режимом (разновидность с ранним завершением), либо тихоокеанским явлением Эль-Ниньо (устойчивые и рано возникающие разновидности), в то время как для изменчивости с поздним началом не существует четкого источника внешнего воздействия.

• Климатический цикл
• Телесвязь
• Бенгела Ниньо
• Экваториальное противотечение
• Теплый бассейн Западного полушария

• Чанг, П. и др. (2006). «Причина хрупкой связи между тихоокеанским Эль-Ниньо и атлантическим Ниньо». Nature . 443 (7109): 324–328. Bibcode :2006Natur.443..324C. doi :10.1038/nature05053. PMID  16988709. S2CID  4421356.

• Джаннини, А.; и др. (2003). «Океаническое воздействие осадков Сахеля на межгодовые и междекадные временные масштабы» (PDF) . Science . 302 (5647): 1027–1030. Bibcode :2003Sci...302.1027G. doi :10.1126/science.1089357. PMID  14551320. S2CID  25009125. Архивировано из оригинала (PDF) 2012-05-23.

• Годдард, Л.; Мейсон, С. (2002). «Чувствительность сезонных климатических прогнозов к сохраняющимся аномалиям SST». Climate Dynamics . 19 (7): 619–631. Bibcode : 2002ClDy...19..619G. doi : 10.1007/s00382-002-0251-y. S2CID  40254890.

• Латиф, М.; А. Грётцнер; Х. Фрей (1996). «Эль-Херманито: недооцененный младший брат Эль-Ниньо в Атлантике». Отчет Института метеорологии им. Макса Планка .

• Ли, С.-К. (2020). «Знаете ли вы, что у Эль-Ниньо есть младший брат?». Блог ENSO .

• Lübbecke, Joke F.; B. Rodríguez-Fonseca; I. Richter; M. Martín-Rey; T. Losada; I. Polo; NS Keenlyside (2018). "Equatorial Atlantic variability—Modes, mechanism, and global teleconnections" (PDF) . WIREs Clim Change . 9 (e527): e527. Bibcode :2018WIRCC...9E.527L. doi :10.1002/wcc.527. S2CID  135095604.

• Вальес-Казанова, Игнаси; С.-К. Ли; Грегори Р. Фольц; Хосеп Л. Пелегри (2020). «О пространственно-временном разнообразии Атлантического Ниньо и связанной с ним изменчивости осадков над Западной Африкой и Южной Америкой» (PDF) . Geophysical Research Letters . 47 (8): e2020GL087108. Bibcode :2020GeoRL..4787108V. doi :10.1029/2020GL087108. hdl : 10261/208532 . S2CID  216367507.

• Ван, Чуньзай (2005). ЭНСО, изменчивость климата Атлантики и циркуляции Уокера и Хэдли. Глава 6 в книге «Циркуляция Хэдли: настоящее, прошлое и будущее» (PDF) . Kluwer Academic Publishers. стр. 173–202.

• Зебиак, С. (1993). «Взаимодействие воздуха и моря в экваториальной Атлантике» (PDF) . Журнал климата . 6 (8): 1567–1586. Bibcode :1993JCli....6.1567Z. doi :10.1175/1520-0442(1993)006<1567:aiitea>2.0.co;2.

• Связи между Эль-Ниньо, южноамериканским муссоном и атлантическим явлением Ниньо, обнаруженные в ходе десятилетних наблюдений QuikSCAT, TRMM и TOPEX/Jason
• От Эль-Ниньо до Атлантического Ниньо: пути, наблюдаемые в ветрах QuikScat